大多数后天性失明患者都是由于眼睛或视神经受损造成的，虽然失去视力，但他们的大脑与常人无异。在过去的几十年里，科学家们一直在尝试寻找绕过受损的眼部，将视觉信息直接传递给大脑的方法，从而帮助盲人恢复视力。脑机接口（Brain Computer Interface，BCI）技术的出现给这一想法提供了可能性。5月14日，国际顶级期刊《Cell》刊载了一项重磅科技研究成果，来自美国贝勒医学院 Daniel Yoshor 教授带领的研究团队，通过脑机接口技术，成功在受试者脑海中呈现指定的图像，帮助盲人恢复视觉。

图1 论文封面

早在 1996 年，来自美国犹他州的世界著名高等学府犹他大学的研究人员就成功开发出了视皮层视觉假体，视皮层视觉假体（visual cortical prosthetic，VCP）又名“仿生眼” ，是一种嵌入式的脑机接口，通过插入的微电极阵列对失明患者的视觉神经系统进行刺激，使盲人恢复部分视力的人造器官。这一技术虽然可以使失明患者“看到”到光点分辨颜色，但却无法识别有用的信息，例如文字和图像。

为了更好的帮助盲人恢复视觉，Daniel Yoshor 教授开始着手动态激活电极的研究，该研究的灵感来自人们在别人手掌上画字母的游戏，用轨迹描绘出轮廓，使用植入电极，按动态顺序在人脑视觉皮层表面施加刺激，借此“画出”受试者能够看到的图形。该研究通讯作者Daniel Yoshor称“当我们通过电极刺激直接在盲人的大脑上动态地‘画’字母时，他们能‘看到’相应的字母形状，也能正确地认出不同的字母，根据他们的描述，他们眼前出现发光的点或线条，形成了字母，就像飞机在天上画出的文字。” 

图2 视皮层视觉假体范式

为了检验这种方法是否有效，研究人员招募了4位视力正常者和两位盲人参与测试。4位视力正常者的大脑中植入电极，用于监测癫痫，而两位盲人在参与一项视觉皮层模拟设备的试验。在该研究中，科学家按顺序刺激受试者脑中的多个电极，使其产生对形状的感知，结果表明受试者能够正确地辨识出相应的字母。

             图3 盲人受试者根据对视觉皮层的动态刺激绘制字母

                图4 盲人受试者根据对视觉皮层的动态刺激快速命名方向和字母

下一步，研究团队将和神经工程师合作，开发具有数千个电极的电极整列，改进刺激算法，从而能够精准地刺激大脑视觉皮层的每一个神经，帮助盲人“看到”更复杂的信息，实现他们看清世界的梦想。

参考信息：

1.Cell重磅：独辟蹊径！科学家在视觉皮层上“画出”形状，来帮助盲人恢复视觉

https://mp.weixin.qq.com/s/tfurmG2voHvRPrU1tBut5A

2. 脑机接口绕过眼睛植入幻觉！美国成功在盲人脑中呈现视觉图像

https://www.sohu.com/a/395591787_778557

https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.033